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科研進(jìn)展
昆明植物所王紅研究組對馬先蒿屬植物花蜜腺與傳粉者行為關(guān)系研究取得新進(jìn)展 文章來源:東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時間:2015-05-22 | 作者:劉珉璐 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 馬先蒿屬植物以其復(fù)雜多樣的花部形態(tài)變化引起了眾多傳粉生物學(xué)家的關(guān)注。已有的傳粉生物學(xué)研究表明,馬先蒿屬四種進(jìn)化花冠類型中長喙不產(chǎn)蜜的類群由熊蜂通過腹觸式傳粉采集花粉,無喙或短喙具蜜腺的類群由熊蜂通過背觸式傳粉采集花蜜。產(chǎn)蜜功能與喙長和傳粉方式相關(guān)。傳粉者通過取食花粉和/或花蜜獲得報酬,對蜜腺形態(tài)和功能研究對于深入理解馬先蒿屬植物與傳粉者的相互關(guān)系及其演化式樣具有重要意義。長期以來,對馬先蒿屬的蜜腺形態(tài)停留在野外觀察描述,缺乏微形態(tài)和解剖學(xué)方面的證據(jù),依據(jù)可靠的分子系統(tǒng)發(fā)育框架對其演化式樣的研究到目前為止未見報道。 近期,中國科學(xué)院昆明植物研究所王紅研究員指導(dǎo)的博士研究生劉珉璐系統(tǒng)研究了馬先蒿屬植物代表類群的蜜腺形態(tài)及其喙長、傳粉方式、產(chǎn)蜜功能與蜜腺有無/蜜腺類型的相互關(guān)系。研究取得了新的發(fā)現(xiàn):馬先蒿屬具有膨大蜜腺或延長蜜腺,或者無蜜腺。依據(jù)重建的馬先蒿屬分子系統(tǒng)樹對蜜腺形態(tài)類型演化式樣研究顯示,1)膨大蜜腺可能是祖征;2)在有喙類群中,蜜腺丟失發(fā)生多次獨(dú)立演化;3)延長蜜腺在無喙類群琴盔系和大王系中發(fā)生演化。該研究在以往研究報導(dǎo)的一些不產(chǎn)蜜的長喙類群中發(fā)現(xiàn)了蜜腺結(jié)構(gòu)。通徑分析表明,喙長、傳粉方式都與產(chǎn)蜜功能相關(guān),而與蜜腺有無及蜜腺類型不相關(guān)。在部分長喙的馬先蒿類群中具有蜜腺結(jié)構(gòu),但特殊的花部結(jié)構(gòu)限制使傳粉者無法接觸到蜜腺。這些長喙類群的蜜腺可能不具有傳粉回報功能,只是退化的結(jié)構(gòu)。長喙和長管類群可能是由無喙產(chǎn)蜜的類群經(jīng)過喜馬拉雅-橫斷山區(qū)近期快速輻射演化而來。該研究為進(jìn)一步揭示馬先蒿屬植物花部特征與傳粉者取食行為的相互關(guān)系提供了重要依據(jù)。 該研究以“Floral nectary morphology and evolution in Pedicularis (Orobanchaceae)”為題發(fā)表于《林奈學(xué)會植物學(xué)雜志》(Botanical Journal of the Linnean Society)。該研究得到了973項(xiàng)目(2014CB954100),國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(31470323、31200185)和國家自然科學(xué)基金委重大國際合作項(xiàng)目(31320103919)支持。 論文鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/boj.12288/full 圖1 馬先蒿屬蜜腺形態(tài)。A-D,長花馬先蒿,膨大蜜腺。E-H,三角葉馬先蒿,延長蜜腺。I-L,維氏馬先蒿,無蜜腺 圖2 ITS、matK、rbcL、trnH-psbA和trnL-F聯(lián)合矩陣的最大似然樹及馬先蒿屬蜜腺類型演化式樣分析
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